S355NL鑄坯表裂的控制措施
S355NL(Q345E)鋼的碳質量分數為0.13%~0.17%,錳質量分數為1.30%~1.50%,通過鈮和釩微合金化提高性能,屬于低合金高強度鋼,此鋼種一般應用于風電塔筒的大型法蘭上。
由于該鋼種的碳質量分數處于亞包晶鋼的范圍,屬于裂紋敏感性鋼種,在連鑄坯凝固冷卻、矯直過程中容易產生表面細小裂紋。產生表面裂紋后在法蘭鐓粗鍛造過程中鑄坯表面容易發生開裂,形成經濟損失。分析原因是:鋼種特性、冷卻強度高且冷卻不均勻、矯直溫度低、表面振痕深、保護渣物理性能不匹配等。
相關控制措施是:
1、控制冶煉成分
降低鋼中的氮質量分數,將氮質量分數控制在60×10-6~80×10-6范圍內,減少AlN、Nb(C、N)等脆性相在晶界的形成。另外可適當在鋼中加入一定量的鈦(質量分數為0.01%~0.02%),讓鈦在高溫下與氮優先結合,減少氮與鋁、鈮、釩的結合。
2、調整保護渣
選用新型高堿度、高黏度、高熔化溫度的保護渣,設計保護渣堿度范圍為0.95~1.10,黏度范圍為0.85~1.10Pa?s,熔化溫度范圍為1200~1250℃,提高黏度的目的是在大規格圓坯(φ600mm以上)低拉速的情況下促進渣膜在鑄坯表面的連續分布,通過保護渣的優化實現鑄坯在結晶器內的均勻傳熱,防止鑄坯表面出現局部過冷。
3、適當提高拉速
通過將拉速從0.23m/min提高到0.25m/min(提高約8.69%),使得鑄坯進入矯直區的溫度提高到900℃以上,避開該鋼種的脆性溫度區間750~900℃。
4、降低二冷區的冷卻強度
通過優化二冷區配水系統,將比水量降低10%,改善鑄坯出結晶器后的冷卻環境,保證鑄坯整體弱冷和均勻冷卻。另外,通過降低二冷區強度也可提高過矯直區的溫度,二冷比水量每降低0.01L/kg,其二冷區的表面溫度約提高30℃,從而使得過矯直區時表面溫度在900~920℃以上。
5、優化結晶器振動參數
提高拉速可實現結晶器振動頻率的提高,通過高頻低幅的振動,使得鑄坯表面的振痕變淺,減少橫向裂紋的萌生和擴展。